飞机数字化装配技术能够极大提高飞机的制造与装配效率,改善机体疲劳与安全性能,且将工人从恶劣、危险的劳动环境中解放,是当今飞机装配制造业的发展趋势,作为数字化装配的重要的环节和最终阶段,飞机连接孔的制备对装配质量与飞机整体性能具有关键性的影响。机器人自动化制孔系统以其自动化程度高、适应性强和集成度好的独特优势,结合激光跟踪辅助测量系统、移动平台导轨和终端执行器等设备,共同构建航空材料的高效、高精度柔性制孔系统,成为飞机连接孔加工的最佳工业解决方案,具有重大的工程应用价值。本文结合国防重大军工项目,通过理论分析和试验研究等方法,对航空材料的机器人自动制孔关键工艺进行了深入研究。全文共分6章,针对高效高精度的机器人自动加工在航空航天中的应用进行了系统的研究,从加工试验设备到航空材料的介绍、加工工艺流程设计、制孔质量检测直至方案在实际生产中的应用,是一个有机结合的整体。在第一章总体介绍了航空材料的自动化加工的发展和研究现状,引出本文所研究的机器人自动化制孔技术的国内外应用和发展,以及该技术所涉及到的OPC网络通讯技术、三维造型与仿真技术以及航空材料的加工技术的介绍,是对论文的宏观把握；第二章对实现机器人自动化加工方案的硬件支持进行研究,分别在机器人的结构组成、系统关键参数、运动学、工作空间和坐标系标定方案等方面及终端执行器的结构、工作原理等方面进行分析,为实现自动化制孔奠定基础；第三章主要研究机器人和数字化装配环境的空间转换基本理论,提出实现机器人自动化定位实现方案和位姿补偿方法；第四章主要研究航空铝合金材料的机器人自动化加工工艺、刀具、质量评定及各参数优化加工方案,为铝合金的机器人高效、高精度加工提出有效解决方案；第五章基于机器人自动钻铆试验平台进行系列钛合金孔加工试验,从机器人压脚压力、机器人变形、终端执行器制孔工艺参数等方面研究机器人在航空钛合金材料加工应用的可行性；第六章进行总结和展望,提出目前机器人自动化制孔方面存在的问题和不足,及对该项技术的未来发展方向进行展望。